北京一次冬季回流暴雪天气过程的数值分析

回流天气是华北地区冬、春、秋季节产生降雨（雪）的主要天气类型,预报员常常因对回流天气系统结构特征认识不足和诊断失误而导致预报的失败,是降雨（雪）预报的难点和重点。利用北京地区高分辨率快速循环同化中尺度数值预报系统（BJ-RUC）对2010年1月2—3日一次典型的回流暴雪天气过程进行模拟,分析数值模式的模拟能力,研究各层主要影响系统结构特征及形成暴雪的关键性条件,探讨典型回流暴雪天气过程的形成机理。主要结论为：数值模式对此次暴雪过程的近地面回流冷空气、中低层低值系统及变化特征、主要降雪时段和降雪量模拟效果较好,对降雪落区的模拟存在一定偏差。低层回流偏东风遇到地形后引起垂直运动主要在低层800 hPa以下,所产生的降雪量不大,而其与上游850～700 hPa低涡系统发展东移其前部的上升运动汇合所形成的大范围、深厚、强烈的上升运动是产生明显降雪的关键性条件。上游低涡系统前部西南暖湿气流相对应的大湿度区移近是产生较强降雪的重要条件。持续的低层回流冷空气湿度较大,对于低层大气起到水汽输送的作用。回流冷空气使低层大气维持长时间的水汽输送并与其上层东移的大湿度区相结合,增加湿层厚度,有利于降雪持续而形成较强降雪。降雪开始时间和降雪强度的变化与对流层中下转偏南风的时间和偏南风风速增大有关。     

2014年南京两次弱降雪过程的对比分析

利用常规观测资料和NCEP再分析资料,结合多普勒雷达等资料,对2014年2月9—10日江苏大部分地区出现的两次弱降雪过程进行了成因分析。结果表明:9日的降雪是由中层西风槽东移影响,槽前西南暖湿气流在低层冷空气垫上爬升所致,是一次层状云降雪;10日的降雪则是低空冷空气主体偏北东移,内陆偏西地区低空风速随之明显减小,而东部沿海地区风速变化不大,从而使得辐合上升区西扩所致;10日低空上升运动带来的低云降雪,尺度小,且具有类似弱对流系统的特征。常规业务中使用的数值预报产品(如EC)并不能准确预报这两次弱降雪过程,特别是10日过程预报效果较差,而WRF模式则对10日过程把握较好。     

北京地区一次小雪天气过程造成路面交通严重受阻的成因分析

通过对2001年12月7日降雪天气过程与历史同期降雪过程的比较以及对降雪过程中不同物理介质路面温度变化的观测研究表明,"12·7"北京地区路面交通严重受阻是由于特殊的时间、特殊的城市和特定的路面状况等多种非气象因素与"落雪成冰"的气象环境条件共同作用造成的.这种气象环境条件的形成是由于降雪过程中,雪面、路面与近地面大气之间复杂的热量交换和相互影响的结果:降雪开始时,由于雪片的吸热作用,造成路面和紧贴地面的大气温度下降,而近地面层气温的下降,反过来造成路面温度进一步降低,在两者的共同作用下,地表落雪迅速形成冰面.冰面的反射作用又进一步加速了气温、尤其是近地面层气温的下降,不断降低的气温使得冰层硬度加强、厚度迅速增加.作者还通过天气诊断和数值模拟分析,对这次降雪天气过程的物理机制进行了简单的讨论,认为这次降雪天气很可能是由对流层中层快速移动的高空槽、地面弱倒槽和近地面层弱的偏东气流共同影响而产生的.     

华北地区2015年“1106”降雪过程诊断分析

利用中国气象局MICAPS地面、高空等常规观测资料及欧洲中心ERA-Interim的0.25°（纬度）×0.25°（经度）逐6 h再分析资料,对2015年11月5日至7日影响北京、河北的一次降雪过程的环流形势和动热力物理量进行了诊断分析,揭示了降雪特征及其形成原因。环流形势分析发现,此次降雪是在高空两槽一脊叠加短波槽活动天气背景下的“回流型”降雪。500 hPa有西伯利亚脊的发展和内蒙古地区气旋性涡旋及其向南发展出的弱槽,使得偏北冷空气与西南暖气流在河北地区相遇,伴随低层700 hPa的低涡发展,造成了此次降雪天气。500 hPa多小槽波动东移,使得雨雪天气维持较长时间;700 hPa受偏南暖湿气流影响,850 hPa为偏东风,地面高压底部偏东风配合倒槽,有较好的上升运动和水汽输送条件;高湿的大气环境条件和低层水汽辐合及抬升为降雪发生提供了充沛的水汽;高低空急流的形成,与散度场、涡度场和垂直速度场的高低空耦合配置,为降雪天气的发生创造了动力条件。     

内蒙古东北部一次致灾大到暴雪天气分析

应用基本观测资料及NCEP再分析资料,对一次漏报的内蒙古东北地区致灾大到暴雪天气进行了诊断分析。结果表明:本次大暴雪天气过程与内蒙古大雪、暴雪天气学概念模型有所不同,没有强劲的水汽输送建立,垂直上升运动大值区集中在850～500 hPa层,强降雪呈现时间短、强度大、范围小、灾害严重的中尺度特点。这次过程中,850 hPa有很强的暖平流配合500 hPa西南气流中弱冷平流,对流层中低层温度平流随高度减小,有利于对流层中低层的不稳定层结的建立;地面副冷锋与气旋合并加强,850 hPa中尺度低涡强烈发展,加强了对流层低层的辐合上升运动,触发不稳定能量释放是强降雪形成的主要原因。边界层"冷垫"作用对强降雪有一定的增幅。     

2008年1月甘肃省连阴雪特征及成因分析

利用2008年1月甘肃省连阴雪实况资料及同期欧洲中期天气预报中心(ECWMF)逐日客观分析场资料、 1951\_2000年NCEP/NCAR500 hPa高度再分析资料, 分析了甘肃省持续20天之久的低温连阴雪天气的特征, 以及这次过程形成和发展的天气气候原因, 并针对过程中强降雪发生时段进行了完全矢量散度诊断及数值模拟分析。结果表明： 2008年1月甘肃省的低温连阴雪天气具有降雪异常偏多、 气温异常偏低、 持续时间长等特点, 属60年不遇。大气环流的异常及稳定维持为连阴雪天气的发生提供了气候背景, 具体表现在阻塞形势建立并长时间异常维持, 西太平洋副热带高压的异常加强西伸、 维持。阻高崩溃及副热带高压减弱东退, 促使这次连阴雪过程减弱、 结束。诊断分析和MM5数值模拟结果表明, 高低空形势场以及中尺度的动力、 湿度因素的有效配合为较强降雪的出现提供了必要条件。在甘肃南部到中部出现较强降雪时, 青藏高原南支槽前有一支明显的偏南风向北输送, 并在高原东南侧形成辐合, 同时在高原中部也有明显的高原切变线发展东移。强降雪对应区域上空有明显的低层辐合、 高层辐散, 而且垂直上升运动发展旺盛。     

北京山区降雪微物理机制及催化影响的数值模拟研究北大核心CSCD

基于观测资料和中尺度数值模式WRF对2019年2月14日发生在北京地区的一次典型低涡低槽型降雪系统进行了观测资料分析和数值模拟,研究了降雪产生的云微物理机制,探讨了雪的形成过程并进行了人工催化降雪的数值模拟分析。结果表明:低涡前部暖湿平流带来的水汽和低涡切变线附近强烈的上升运动造成了此次区域性大雪;雪的凝华增长、雪降落过程中凇附云水继续长大、云冰自动转换为雪、冰晶和雪碰并聚合是此次降雪的主要微物理过程。催化模拟显示,人工播撒碘化银催化剂之后,云中产生大量冰晶,增多的冰晶通过凝华增长、碰并、聚合、凇附等转换成雪的过程增加,进而造成地面降雪的增加。     

陕西2005-03-10强寒潮天气过程分析

本文利用MM5模式,采用数值模拟方法,诊断分析了北京“12.7”强降雪的发生机理,发现500hPa湿位涡与降雪区有较好的相关性     

2014年鲁南一次暖切变暴雪过程的诊断分析

利用常规观测资料、自动站资料及NCEP1°×1°再分析资料对2014年2月4—6日鲁南暴雪过程进行诊断分析。研究表明：（1）500hPa的短波槽,700hPa和850hPa暖式切变线及低空急流是造成这次暴雪的关键影响系统,同时位于华北700hPa的小高压对强降雪的形成也起到关键作用。（2）东南低空气流的移动跟雨区的移动具有很好的对应关系。第一阶段降雪的水汽辐合主要集中在700hPa,第二阶段的水汽辐合集中在对流层低层。（3）此次降雪过程降水相态的温度与厚度判据与经验统计预报指标一致。     

山东半岛冷流暴雪的WRF数值模拟方案研究

采用WRF数值模式,选择2005年12月6—7日和21日两次冷流暴雪天气过程进行模拟,通过有Kessler微物理方案和无微物理方案进行了敏感性试验对比分析。结果表明,有Kessler微物理方案对冷流降雪过程模拟效果好,模拟的降雪量和降雪落区更接近于实况,对流层低层温度平流和风场辐合能够揭示冷流暴雪产生的原因。而无微物理方案模拟的山东半岛降雪量较实况明显偏少,850 hPa温度冷平流的绝对值偏小,且风向辐合的交角偏小,辐合强度偏小。     

北京"12·7"降雪过程的分析研究

对2001年12月7日一次引发北京交通堵塞的降雪过程的成因进行了分析.通过对各种资料,包括北京325 m气象塔获取的特殊观测资料的分析,认为这次降雪过程属于较为常见的"回流天气"型.但由于该系统的信息较弱,给预报增加了难度.对于改进预报的可能性作了一些探讨,并对一些相关问题提出了看法.     

北京连续降雪过程分析

该文对2002年12月份北京出现的1841年以来历史上最长的连续6天的降雪天气进行了合成分析和诊断分析。北半球合成环流形势显示，连续降雪发生在东亚稳定的纬向环流形势下，其上游地区强大经向环流和阻塞高压使中纬度东亚和西太平洋纬向环流得以维持。东亚合成环流的垂直结构表明，连续降雪期间华北地区始终处于锋区中，并存在低空辐合、高空辐散的散度场垂直分布结构。卫星水汽云图显示出有水汽通道向河套倒槽云系输送水汽。华北地区的诊断分析表明，地面和边界层中山东地区分裂高压南侧向北回流的偏南气流是造成降雪的主要水汽通道。变形场的流场结构使水汽在北京附近辐合。垂直剖面展现了华北回流降雪天气近地面层的浅薄的冷空气垫，和暖湿空气回流在冷空气垫上的爬升，并在其上形成一个浅薄的饱和层。     

华北地区"12·7"降雪过程的数值模拟研究

对2001年12月7日一次引发北京交通堵塞的降雪过程成因作了模拟研究.模拟结果显示PSU/NCAR的MM5有可能模拟出此次北方较弱的降雪过程,模拟的降雪量、落区以及持续时间与观测较一致.在成功模拟的基础上,利用模式输出的时空分辨率较高的资料,对此次降雪的发生、发展和水汽输送过程等进行了分析,结果表明:(1)降雪发生前对流层中层先出现饱和,而低层并未饱和,这种弱降雪的产生似乎并不需要中低层有深厚的湿层存在;(2)此次降雪是由对流层中层快速移动的短波槽和近地面出海高压后部的回流共同影响的结果,近地面的高压回流主要对增加低层的湿度有贡献,槽前的西南气流将水汽由南向北输送到华北地区,辐合引起的上升运动又将水汽输送到对流层中上层,槽前的水汽输送和辐合上升是此次降雪过程的触发机制之一;(3)华北地区大气中可降水量达到7 mm以上时,就可能有弱降雪发生,并有可能根据可降水量判断降雪的维持时间;(4)冰相云物理过程对成功地模拟降雪是不可忽视的.     

2005年12月威海连续性暴雪的气候背景

利用1966—2005年NCEP/NCAR再分析资料和威海冬季降雪资料,对威海冬季降雪的时空分布特征以及2005年12月威海连续性暴雪的气候背景进行分析。结果表明：威海冬季降雪量呈明显的北多南少分布;12月降雪量和暴雪日数明显多于其他月份。威海市2005年12月的气候特征与威海12月降雪偏多年的气候特征非常相似,表现为东北亚大气环流经向型,中国东北、黄渤海到日本海一带500 hPa位势高度距平和850 hPa温度距平均为显著的负值中心,1000 hPa风场距平为气旋性弯曲;2005年12月的要素距平明显大于降雪偏多年。此外,2005年11月下旬黄渤海海温较常年显著偏高,为大气提供了充足能量,并造成边界层大气极不稳定;山东半岛地形抬升及其北岸的海陆风与环境风辐合,直接导致不稳定能量释放而形成威海连续性暴雪。     

北京地区4月一次罕见暴雪的形成机制分析

利用雨滴谱仪、多普勒天气雷达、微波辐射计、地面加密自动站、EC再分析资料及气候整编资料等多源观测资料,分析了2018年4月4—5日,北京地区罕见暴雪过程的极端性及形成机制。结果表明:(1)此次过程是北京地区4月首次出现纯雪日,降雪量和积雪深度均突破历史同期记录,1000～850 hPa温度标准化异常SD值均小于-3,日降雪量排在整个冷季的前5%,是一次极端天气过程。(2)低层强冷空气入侵形成冷垫,700 hPa强西南低空急流输送充沛水汽,使北京地区上空800～500 hPa产生条件性对称不稳定,暖空气在锋区以上的强上升运动触发不稳定能量,产生高架对流,局地雷达回波具有夏季对流单体的倾斜结构特征,有利于暴雪增幅。(3)降雪过程先后受到两次冷空气叠加影响,前期强冷空气持续剧烈降温导致低层温度偏低,使得温度达到降雪阈值,是此次极端降雪过程产生的主要原因。(4)微波辐射计监测显示,降雪的起止时间与逆温具有良好的对应关系,降水相态主要取决于1 km以下的温度变化。     

国外公路交通气象研究进展

开展公路交通气象监测预报预警服务工作是实现公路交通安全和畅通的有效保障。文中重点回顾了国外在道路天气信息系统(Road weather information system,RWIS)选址布设、路面温度与状况预报以及交通气象影响和评估技术领域的研究工作进展,比较了以上研究工作的优缺点的同时,展望了未来发展趋势。通过研究得出:国外公路交通气象研究考虑信息丰富,方法多样。RWIS选址和优化技术由经验性和定性研究逐步向定量化的方向发展。路面温度与状况预报技术侧重于基于地表能量辐射平衡理论的数值模式预报方法改进和概率预报技术研究。交通气象影响评估技术趋向于风险预报技术和应用研究。对开展国内公路交通气象技术研究工作具有参考价值。     

2009年大连春季强对流雨雪天气过程分析

2009年4月15日大连出现了春季最晚的降雪天气。利用常规资料、自动气象站和雷达等多种资料及中尺度模式MM5对这次强对流雨雪天气过程进行了分析和模拟,结果表明,200hPa急流、500hPa贝加尔湖冷槽南压形成的冷涡、中低层南支槽前水汽输送以及地面冷锋是产生大连春季强对流雨雪天气的环流背景;中层干冷空气叠加在低层暖湿层...     

天津地区一次大到暴雪天气的诊断分析

应用常规探测资料和NCEP再分析资料, 对2011年2月下旬典型华北回流形势下天津地区一次大到暴雪天气进行了诊断分析。结果表明：回流降雪过程中,华北上空西风环流以纬向型为主,冷空气主体偏北,主要影响系统为华北回流冷高压和低压倒槽。同时,回流降雪中有浅薄的冷空气垫,其上有暖湿气流在爬升,爬升高度大约为650 hPa。回流降雪期间有来自西南和东北两个方向的水汽在天津地区交绥,西南方向的水汽较为暖湿,东北方向的水汽相对干冷,低空和超低空为一致的东北气流,900 hPa附近有超低空急流,700 hPa以上为西南暖湿气流。降雪过程中对流层低层到高层均为一致的强上升运动,上升高度可达200 hPa,对应于低空和超低空有强的辐合。降雪开始前天津及其周边地区有较强的对流不稳定能量和对称不稳定性,有利于对流的发展。     

廊坊市回流型强降雪天气及预报指标分析

统计了1990-2009年间降雪资料的基础上,运用历史天气图、micaps资料以及NCEP再分析资料,对回流型强降雪个例进行了详细分析,总结了华北回流型强降雪天气的普遍特征,通过对回流形势和廊坊及上游沿线测站高低空物理量特征的诊断分析,归纳出一些适合廊坊本地的预报指标,并通过初级模型的建立进一步提高当地强降雪预报的准确率。结果表明：回流降雪过程500 hPa高空形势可分为两类：两槽一脊型和多波动型;地面图上亚欧东部基本呈“北高南低”或“东北高西南低”的形势,高压中心的平均强度可达1045.5 hPa。廊坊地面风的上游即渤海西岸为显著的北到东风,当风速达到5 m·s^-1以上时要注意强降雪的发生。